电力二次系统接地以及抗干扰措施

电力二次系统接地以及抗干扰措施

辛昂倍刘天祥

1电力二次系统接地的必要性

微电子技术是当前继电保护系统中维护电力系统运行安全的关键技术，也是提高电力系统动态定性的重要技术，但由于二次电缆的关系相对繁琐，若电力设备发生故障的话，则会导致电气量数值发生较大变化，因此，应加强对二次电缆及相关设备接地。二次系统硬件是由诸多电缆和二次设备构成的，所有电气量则会通过电缆进入二次设备，但由于这些电缆处于强电磁工作环境中，需要借助通信设备等电器器件对信息进行处理与分析，同时，相关的信息处理系统对电压、雷电过电压具有较强的敏感性，有利于保障电力设备的稳定运行，以减少或避免外界因素对二次系统的干扰，从而确保继电保护装置系统可始终处于安全运行的状态。

2对电力系统接地电网的要求及安全性设计

2.1使用环形地网，增加均压带

在电力系统中，接地电位一般存在较大的电位梯度和电位差，且呈不均匀分布的状态，在电力系统实际运行的过程中，通常采用环形接地网和环路接地的方式来降低触电势差。如图1所示，电位值是随均压带的变化而发生变化的，一般环形地网点位呈均匀分布，可根据电压等级将相关接地设施接入到人工接体上，或是采用接地屏蔽的方式，以降低对二次系统的干扰。

2.2分析地面电位梯度所造成的危险性

诸多变电站的工作环境具有较高的危险性，这种情况下，具备良好的接地系统对保障人员和设备安全具有重要意义。随着计算机技术的不断发展，电力系统的容量在不断扩大，导致接地故障电流和变电站接地网面积在不断发生变化，因此，在对接地网质量进行检测的过程中，应对电阻数值、地面电位梯度等进行综合考虑。由于系统容量较大，在将电阻值固定在合理范围的前提下，人体与地面接触时，由于接地装置使用的不规范，导致电力系统出现故障，形成较高的电位梯度，在干扰二次系统的同时，还会对人员安全构成严重威胁。因此，应根据地网导体设置的实际情况，在地面电阻值较低的位置对电位梯度进行衡量，以缩小与地面之间的电位差值。

2.3状态检修技术分析

状态检修主要是利用相关监测设备对电力系统的实时运行状态进行监测，并对所收集的系统信息进行分析与评估，已将其作为判断设备运行状态是否良好的关键依据。设备的状态检修工作应做好以下几个方面的内容：①明确目标。选择试点开展设备的状态检修工作，并对断路器、隔离开关、变压器等一次设备的运行状态进行检修；若条件允许的话，再对继电保护、通信系统等二次设备的运行状态进行检修；②成立专门的机构，并明确部门责任，建立完善的评估系统，以便对管理工作进行完善，从而保障电力系统管理工作的顺利开展。

3电力系统中微机保护的重要作用

3.1微机保护系统的特点

微机保护系统主要对给定元件输出信号的性质、持续时间等物理参数进行比较与分析，根据所分析得出的结果来判断故障范围，以便工作人员能及时采取保护措施予以处理。继电保护的保护分区的主要作用是对指定范围内的故障进行维护，可缩小由于故障跳闸所导致的停电范围，同时也会保护极有可能出现故障的范围。

微机保护系统的保护作用主要通过对程序稍加改动来实现的，变电站中的微机保护系统和远程装置具有一定的遥信和监控功能，可大大节省人力劳动成本。微机处理系统中继电保护装置在运行过程中所呈现的特点有：①针对220kV以上的高压电压网络线路，继电保护装置具有集中保护的功能，且在大型电力系统中可以独立工作，以实现对电力系统的双重化保护；②远程通讯功能。工作人员可利用远程通讯对系统的实际运行状况进行实时监控，并对所获取的监控数据进行处理，从而为系统运行管理工作的开展提供可靠的参考依据；③对故障位置进行自动检测。在电力系统运行的过程中，可对故障位置进行自动检测，不必浪费人力劳动进行检测，以确保系统装置的稳定运行。

3.2微机系统的抗干扰

微机保护系统是当前电力系统中最为有效的一种保护方式。现阶段，诸多大型发电机组仍使用传统的继电保护技术，其在故障检测上存在一定不足，而微机保护系统可通过计算机技术实现系统运作方式的创新，以将微机保护系统的保护作用充分发挥出来。在高压线路中，若系统装置中距离保护出现故障，可采用振荡闭锁装置来减少装置前端的负荷，以确保系统的完整性。由于微机保护系统中具有距离保护的功能，在系统运行过程中若保护呈闭锁状态，则距离保护的作用则会体现出来，使保护闭锁处于振荡闭锁的状态，直至振荡消失后才能重新开启系统的保护功能；可利用过流元件3ZJ的判距对系统是否存在振荡现象进行判断，若为出现挑战现象，则说明系统不存在振荡现象，可见，在微机保护系统中，可通过合理的判距来判断系统中是否存在振荡现象。

4实例分析

4.1系统通讯外围抗干扰

现场情况：某电力系统现场在遭遇雷击后，导致系统多个装置的主板发生损坏，在对现场进行分析和观察后，发现造成该现象的根本原因在于雷电干扰从通讯口串入到装置主板中，对主板板件造成损坏。

处理措施：相关人员在调查分析后发现，该电力系统装置不符合相关标准要求，但由于该变电站主要负责了整个市区的用电，无法在短时间内重新布置地网，所采取的有效措施只有从外围增加抗干扰措施。经过专业人员的商讨和研究后，决定采用485通讯防雷器，将其安装在通讯网上，对主板起到保护作用，在遭受雷击时仅可能会对防雷器造成损坏。

485通讯防雷器原理接线形式如图2所示。

①若A或B通讯线上对地电压＞16V时，TVS起到导通对地放电的作用，在电压＜13.6V时，相关电力元件则会处于暂态；②若A和B通讯线上之间电压＞16V时，3R90可起到导通对地放电的作用，在电压＜13.6V时，相关电力元件则会处于暂态。该措施在电力系统中的应用，可对整个通讯网络起到一定保护作用，以确保系统装置能够始终处于良好运行的状态中。

4.2通信网两端增加匹配电阻

现象情况：某变电站现场的通讯距离较长，若不借助外界设备或条件的话，通讯管理机与间隔层设备则无法进行正常的通讯。

处理措施：相关工作人员在对现场进行分析后，发现该变电站使用的是不具备屏蔽功能的普通通讯电缆，因此，应采用屏蔽电缆将其更换掉，并在通讯网两端增加120Ω匹配电阻，避免出现通讯中断的现象，以确保整个电力通讯网的稳定运行。

4.3二次电缆屏蔽接地

现场情况：某变电站为交流电经常出现遥信信号误发的现象。

处理措施：相关工作人员在对现场进行分析后，发现一根电缆中的遥信信号线与公共端之间存在干扰，当感应电压达到遥信光耦端子的门槛电压时，光耦端子导通导致信号误发。因此，应将遥信回路电缆的屏蔽层一点进行接地处理，消除感应电压，以恢复整个通讯网的正常运行。

5结束语

电力系统接地和二次系统抗干扰问题研究是一项长期的工作，因为不同的工作环境，将在二级系统设备和两个电缆接地有一些影响。随着电力系统自动化水平的快速提高，电力行业对二次系统的抗干扰问题研究也会更加深入。随着智能化变电站的应用，变电站辅助系统得到了很快的发展，对接地和抗干扰研究提供了全新的思路，电力系统接地和二次系统抗干扰研究任重而道远。

参考文献：

[1]许瑞生，龚萍，齐建磊.电力二次系统接地及抗干扰方法研究[J].自动化与仪器仪表，2013（2）：37~38.

[2]郭江.电力工程二次系统接地及抗干扰方法研究[J].中国科技财富，2010（24）：225